| | 网站首页 | 新闻 | 文章 | 下载 | 图库 | 留言本 | 路桥论坛 | 路桥商城 | 教育培训 | 招标 | | ||
|
设为首页 | |
| 联系我们 | ||
|
 |
您现在的位置： 中国路桥网 >> 文章 >> 工程技术 >> 桥隧工程 >> 正文 | 我要发表文章 |
|
|||||
| 围岩量测技术在老鸦峡隧道中的应用 | |||||
作者：未知 文章来源：网友推荐 点击数： 更新时间：2006-5-10  |
|||||
|
(1佛山科学技术学院土木工程与建筑学系，广东佛山528000；2中铁西北科学研究院，甘肃兰州730000) 摘要：以实际工程为例，系统地阐述了隧道工程中围岩量测技术的量测方法、注意事项、量测数据的处理，以及围岩稳定性的判别方法；通过施工现场监测，掌握围岩和支护在施工中的力学动态及稳定程度。 关键词：隧道工程；围岩量测；方法；数据处理 1 工程概况 马平高速公路老鸦峡2#隧道是分离式双洞(左右线)单向行驶隧道。隧道出口段地质围岩分为三类：洞口段为ⅰ类围岩，地质情况为卵石，砂土填充，无胶结，同时存在采空区(在隧道进洞之前已对采空区进行了回填封堵灌浆处理)，易发生大的塌方；紧接ⅰ类围岩为ⅲ类围岩，地质情况为石英闪长岩，小节理裂隙发育，局部受风化影响节理裂隙发育；然后是ⅳ类围岩段，地质情况为石英闪长岩，小节理裂隙发育。整条隧道地下水位于设计高程以下，不发育，隧道开挖最大跨度为155 m，最小为13 m，开挖高度为11 m。 2 量测项目 根据现场实际情况，进行了以下几项量测：洞内观察，地表下沉量测，拱顶下沉量测，周边收敛量测。 3 量测 3.1 洞内观察 隧道在开挖后要进行地质观察，在支护完成后对已支护地段要进行观察。 对开挖的围岩观测包括以下几项： (1)节理裂隙发育程度及方向； (2)开挖工作面的稳定状态，顶板有无坍塌现象； (3)涌水情况：涌水的位置、涌水量、水压等； (4)是否有底板隆起现象。 对初期支护段围岩观测主要有以下几项： (1)是否发生锚杆被拉断或垫板脱离围岩现象； (2)喷混凝土是否发生裂隙和剥离或剪切破坏； (3)钢拱架有无被压变形情况。 3.2 地表下沉量测 地表下沉量测布置在4 b～6 b(b主洞室宽)范围，中线附近密些，外侧渐稀。 (1)测点埋设：在埋设点挖长、宽、高均为20 mm 的坑，然后放入沉陷测点，测点一般采用25 mm 长、350 mm半圆头钢筋制成。测点四周用混凝土填实。在开挖影响范围以外设置水平基点2个 ～3个。水平基点埋设方法同上。 (2)量测——沉陷量计算：使用普通水准仪和水准尺，测出各沉陷量测点的标高，然后按下式计算沉陷量。 un=a0-（a基-r后+r前)（1） 式中un——第n次量测下沉量，mm； a０——测点初始标高，mm； ａ基——水准基点标高，mm； r后——第n次量测后视读数，mm； r前——第n次量测前视读数，mm。 3.3 拱顶下沉 在拱顶部位布设一个测点，中线两侧2 m处拱腰部位布置两对称测点，三个点位于一个断面，布设时采用全站仪测放，量测断面的间距为ⅰ类围岩段10 m，ⅲ类围岩段15 m，ⅳ类围岩段20 m，量测间隔时间：1d～15d1次/d；16 d～1个月1次/2d；1个月～3个月1次/周。 下沉量计算： un=a０-（ａ基-r后+r前)(2) 式中un——第n次量测下沉量，mm； a０——测点初始标高，mm； ａ基——水准基点标高，mm； r后——第n次量测后视读数，mm； r前——第n次量测前视读数，mm。 华东公路2002年第4期2002年第4期娄奕红，王秉勇：围岩量测技术在老鸦峡2#隧道中的应用 3.4 周边位移 周边位移量测主要量测两侧边墙收敛值。 布设测点如下：在ⅳ类围岩中，每隔50 m布置一个断面；ⅰ类、ⅲ类围岩每隔20 m布设一个断面。每个断面布置3对测点，在楔形体范围内大致布置于上中下，每组两个测点保持在水平位置。 4 量测数据的处理 采用隧道净空变化值(收敛值)作为信息反馈值。收敛值指隧道周边两测点连线方向上相对位移值，所以必须把它换算成两测点的绝对位移值，换算的方法按几何关系有： (ui-uj)cosaij+(vi-vj)sinaij=dij(3) 式中ui、uj、vi、vj——i、j两测点绝对位移的水平和垂直分量； a——ij连线与水平方向夹角，按逆时针方向为正； d——基线ij方向的收敛值。 采用一元非线性回归方程。 指数方程： u=a(1-e-bt)(4) 当量测时间t１=t2时，则解得回归系数 a=u２１/(2u1-u2) b=1/tln［u１／（u２-u１)］(5) 当量测时间t2=2t1，则用拉格朗日插值方程求解2t1时的量测值u，然后再用两倍时差求解a、b值， u=［(t3-2t1)u2+(2t1-t2)u3］/(t３t2)(6) 得出回归方程后，可以绘出位移时间曲线，得出某一时刻位移速率，从位移时间形态、位移速率与某临界值相比较，确定采用何种支护结构及支护结构施作时间。 施工规范中规定隧道周边允许相对位移值(%)如表1。 5 围岩稳定性判别标准 位移——时间曲线的形态，根据岩体的流变特性，岩体破坏前的变形曲线分成三个区段。分别如下。 (1)基本稳定区：变形速率不断下降，d2u/dt＜0时，表明围岩趋于稳定，支护是安全的。 (2)过渡区：变形速率长时间保持不变，d2u/dt=0，表明支护要加强同时及时调整施工程序。 (3)破坏区：变形速率逐渐增加，d2u/dt＞0时，曲线出现反弯点，表明围岩已达到危险状态，必须立即停工加固。 表1规范规定隧道周边允许相对位移值 围岩类别〖〗覆盖层厚度(m)小于50〖〗50～300〖〗大于300允许相对位移值ⅳ〖〗010～030〖〗020～050〖〗040～120ⅲ〖〗015～050〖〗040～120〖〗080～200ⅱ〖〗020～080〖〗060～160〖〗100～300 注：①相对位移值指实测位移值与两测点间距离之比，或拱顶位移实测值与隧道宽度之比； ②脆性围岩取表中较小值，塑性围岩取表中较大值。 6 工程实例 根据表2数据计算如下： 第1组数据： a=332/(2×33-39)=4033 b=1/10ln［33/(39-33)］=017 u=4033×(1-e-017t) du/dt=-4033×(-017)e-017t 当t=22 d时， du/dt=014 mm/d＜02 mm/d 说明地表达到基本稳定。 第2组数据： a=272/(2×27-32)=33136 b=1/10ln［27/（32-27)］=0168 u=33136×（１-e-0168t) du/dt=-33136×(-0168)e-0168t 当t=20 d时， du/dt=019 mm/d＜02 mm/d 说明地表达到基本稳定。 第3组数据： a=21２／（２×21-28)=315 b=1/10ln［21/(28-21)］=011 u=315×（１-e-011t) du/dt=-315×(-011)e-011t 当t=26 d时， du/dt=019 mm/d＜02 mm/d 说明地表达到基本稳定。 第4组数据： a=12２／（２×12-13)=139 b=1/10ln［12/(13-12)］=0248 u=139×（１-e-0248t) du/dt=-139×(-0248)e-0248t 当t=12 d时， du/dt=018 mm/d＜02 mm/d 说明地表达到基本稳定。 由以上四组数据可知，当开挖到26 d时，该断面地表达到稳定。 工程名称：马平高速公路老鸦峡2#隧道左线 观测项目：地表下沉 设点里程：lk 27+5424 表2马平高速公路老鸦峡2#隧道左线地表下沉观测情况 观测日期〖〗测点编号1〖〗2〖〗3〖〗4高程〖〗沉陷量〖〗高程〖〗沉陷量〖〗高程〖〗沉陷量〖〗高程〖〗沉陷量(m)〖〗(mm)〖〗(m)〖〗(mm)〖〗(m)〖〗(mm)〖〗(m)〖〗(mm)2001-06-11〖〗1 876321〖〗0〖〗1 876529〖〗0〖〗1 876.758〖〗0〖〗1 876214〖〗02001-06-12〖〗1 876318〖〗3〖〗1 876527〖〗2〖〗1 876756〖〗2〖〗1 876213〖〗12001-06-13〖〗1 876315〖〗6〖〗1 876525〖〗4〖〗1 876753〖〗5〖〗1 876212〖〗22001-06-14〖〗1 876310〖〗11〖〗1 876524〖〗5〖〗1 876751〖〗7〖〗1 876209〖〗52001-06-15〖〗1 876308〖〗13〖〗1 876521〖〗8〖〗1 876750〖〗8〖〗1 876208〖〗62001-06.16〖〗1 876306〖〗15〖〗1 876520〖〗9〖〗1 876748〖〗10〖〗1 876206〖〗82001-06-17〖〗1 876301〖〗20〖〗1 876515〖〗14〖〗1 876743〖〗15〖〗1 876205〖〗92001-06-18〖〗1 876298〖〗23〖〗1 876511〖〗18〖〗1 876741〖〗17〖〗1 876203〖〗112001-06-19〖〗1 876294〖〗27〖〗1 876508〖〗21〖〗1 876739〖〗19〖〗1 876202〖〗122001-06-20〖〗1 876288〖〗33〖〗1 876502〖〗27〖〗1 876737〖〗21〖〗1 876202〖〗122001-06-21〖〗1 876286〖〗35〖〗1 876501〖〗28〖〗1 876736〖〗22〖〗1 876202〖〗122001-06-22〖〗1 876285〖〗36〖〗1 876501〖〗28〖〗1 876735〖〗23〖〗1 876202〖〗122001-06-23〖〗1 876285〖〗36〖〗1 876501〖〗28〖〗1 876734〖〗24〖〗1 876202〖〗122001-06-24〖〗1 876285〖〗36〖〗1 876500〖〗29〖〗1 876733〖〗25〖〗1 876202〖〗122001-06-25〖〗1 876284〖〗37〖〗1 876500〖〗29〖〗1 876733〖〗25〖〗1 876202〖〗122001-06-26〖〗1.876284〖〗37〖〗1 876499〖〗30〖〗1 876732〖〗26〖〗1 876202〖〗122001-06-27〖〗1 876284〖〗37〖〗1 876499〖〗30〖〗1 876732〖〗26〖〗1 876201〖〗132001-06-28〖〗1 876283〖〗38〖〗1 876498〖〗31〖〗1 876731〖〗27〖〗1 876201〖〗132001-06-29〖〗1 876283〖〗38〖〗1 876498〖〗31〖〗1 876731〖〗27〖〗1 876201〖〗132001-06-30〖〗1 876282〖〗39〖〗1 876497〖〗32〖〗1 876730〖〗28〖〗1 876201〖〗132001-07-01〖〗1 876282〖〗39〖〗1 876497〖〗32〖〗1 876730〖〗28〖〗1 876201〖〗132001-07-02〖〗1 876282〖〗39〖〗1 876497〖〗32〖〗1 876729〖〗29〖〗1 876201〖〗132001-07-03〖〗1 876281〖〗40〖〗1 876497〖〗32〖〗1 876729〖〗29〖〗1 876201〖〗13根据表3数据计算如下： 数据处理： a=122/(2×12-16)=18 b=1/10ln［12/(16-12)］=011 u=18×(1-e-011t） du/dt=-18×(-011)e-011t 当t=21 d时， du/dt=0197 mm/d＜02 mm/d 说明围岩达到基本稳定，此时可以进行二衬施工。 根据表4数据计算如下： 数据处理： a=8012/(2×801-892)=904 b=1/10ln［801/(892-801)］=0218 u=904×(1-e-0218 t) du/dt=-904×（-0218）e-0218 t d2u/d2 t＜0表明围岩趋于稳定，支护是安全的。 当t=11 d时，du/dt=0179 mm/d＜02 mm/d说明围岩达到基本稳定，此时可以进行二衬施工。 工程名称：马平高速公路老鸦峡2#隧道右线 观测项目：拱顶下沉 设点里程：rk 27+538 表3马平高速公路老鸦峡2#隧道右线观测情况 观测日期〖〗测点编号1〖〗2〖〗3〖〗4高程〖〗下沉量〖〗高程〖〗下沉量〖〗高程〖〗下沉量〖〗高程〖〗下沉量(m)〖〗(mm)〖〗(m)〖〗(mm)〖〗(m)〖〗(mm)〖〗(m)〖〗(mm)2001-06-18〖〗1 865693〖〗02001-06-19〖〗1 865690〖〗32001-06-20〖〗1 865687〖〗62001-06-21〖〗1 865685〖〗82001-06-22〖〗1 865684〖〗92001-06-23〖〗1 865684〖〗92001-06-24〖〗1 865683〖〗102001-06-25〖〗1 865682〖〗112001-06-26〖〗1 865682〖〗112001-06-27〖〗1 865681〖〗122001-06-28〖〗1 865681〖〗122001-06-29〖〗1 865680〖〗132001-06-30〖〗1 865680〖〗132001-07-01〖〗1 865679〖〗142001-07-02〖〗1 865679〖〗142001-07-03〖〗1 865679〖〗142001-07-04〖〗1 865678〖〗152001-07-05〖〗1 865677〖〗162001-07-06〖〗1 876677〖〗162001-07-07〖〗1 865677〖〗162001-07-08〖〗1 865677〖〗162001-07-09〖〗1 865677〖〗162001-07-010〖〗1 865677〖〗16工程名称：马平高速公路老鸦峡2#隧道右线 观测项目：周边收敛 设点里程：rk 27+48826 观测时间：200108-07～20010906 表4马平高速公路老鸦峡2#隧道右线周边收敛观测情况 量测时间〖〗第1 d〖〗第5 d〖〗第10 d〖〗第15 d〖〗第20 d〖〗第25 d〖〗第30 d径向位移(mm)〖〗0〖〗521〖〗798〖〗801〖〗830〖〗885〖〗8927结论 围岩量测技术在老鸦峡2#隧道的应用，量测反馈的信息正确地指导了隧道施工，使工程顺利通过洞口采空区段及大卵石砂土填充且无胶结的ⅰ类围岩段，保证了在施工过程中没有发生一起塌方事故，对隧道的安全质量进度提供了坚实的基础和有力的保障。 参考文献 ［1］刘玉珠主编土木工程测量广州：华南理工大学出版社，2001 |
|||||
| 文章录入：路桥人 责任编辑：路桥人 | |||||
| | |||||
| 【发表评论】【加入收藏】【告诉好友】【打印此文】【关闭窗口】 | |||||
| 最新热点 | 最新推荐 | 相关文章 | ||
| 没有相关文章 |
 网友评论：（只显示最新10条。评论内容只代表网友观点，与本站立场无关！） |
| | 设为首页 | 加入收藏 | 联系站长 | 友情链接 | 版权申明 | | |||
|
|||
